《第8讲翼面结构培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8讲翼面结构培训课件（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,飞机结构分析与设计,第 八 讲,2,上一讲回顾,梁式、单块式、多腹板式平直机翼的传力分析 后掠机翼与平直机翼的主要区别 有侧边加强肋的单梁式后掠翼的受力分析 翼梁在机身侧边弯折的双梁式后掠翼的受力分析 纵向构件在机身侧边转折的单块式后掠翼的受力分析 有中央加强肋的单块式后掠翼的受力分析,3,六、梁架式后掠翼的受力分析,有些后掠机翼为了解决受力和布置之间的矛盾，往往在某些部位（如根部）采用梁架式结构。梁架式结构是由主梁（内撑梁）、前梁、后梁等若干个梁和根部加强肋、侧肋等组成一个受力构架，即梁架。由它来承受并向机身传递外段机翼传来的,弯矩、剪力和扭矩，以及作用在根部区的各种载荷。 这里以某型,
2、强击机为例，介绍梁架式后掠翼的一种较为简单的设计计算方法。,4,歼六立体剖视结构图,6,六、梁架式后掠翼的受力分析,该机翼根肋以外为单块式结构，受力情况与一般平直机翼相同。 机翼根部为了收置主起落架，在前梁、主梁之间的下翼面布置了大开口，破坏了原单块式结构的传力路线，因此在根肋（14肋）之内采用了梁架式结构。,此处只讨论机翼外段传来的剪力、弯矩和扭矩的传递过程，其它载荷（如局部气动力、惯性力、起落架传来的载荷等）传递分析类同。,1）结构的简化假设：,（1）认为全部载荷均由根部梁架来承受。除侧边肋和根肋之外的其它翼肋均不参加总体传力。 （2）因为前梁与主梁间下翼面为大开口，且机翼与机身只有两个集
3、中接头相连接，因而上翼面壁板自根部向外是逐渐参加承受正应力的，故近似假设上壁板蒙皮仅受剪切，整个三角区ABC的下翼面壁板不受力。,7,（3）根肋在外翼传来的载荷作用下，其变形近似符合平剖面假设。 （4）各构件的支持情况简化为： 前梁 两端铰支梁，分别支持在机身17框和主梁端头B点上； 主梁 固支在机身24框和侧肋(铰支)上的悬臂梁； 后梁 固支在主梁和侧肋(铰支)上的悬臂梁；,8,1）结构的简化假设：,根肋 看作为一双支点梁。它的一端与后梁铰接，另一端与前梁和主梁的交点B相连，因为有加强蒙皮把前梁、主梁和根肋的缘条连接在一起，且腹板也相连，所以，前支点可看作弱固支，在传递扭矩时，起固支作用；
4、侧肋 接受由前、主、后梁传来的分力矩，并认为它最后铰支在前、主梁上，以双支点梁形式受弯，然后把弯矩转化成剪力的形式传给两梁； 2号前肋 固支在前梁上。,9,简化后的梁架布置如下,10,Mt = -105 kNm（相对于前缘的低头力矩） Mt = -105 + 2080.31 = -40.5 kNm（转为相对于前梁轴线） 几何尺寸和刚度数据 l1 = 302.6 cm , J1 = 5862.9 cm4 （前梁） l2 = 122.0 cm , J2 = 4908.4 cm4 （后梁） l3 = 180.4 cm , J3 = 7799.0 cm4 （主梁）,载荷 已知在A 情况下传到根肋(14
5、肋)切面上的载荷分别为,Q = 208 kN M = 387 kNm,2) 原始数据,11,3）传力分析的定量计算： 剪力Q 如果我们给出的载荷 Q 作用在刚心上，Mt 是相对刚心的，那么我们可以根据变形一致条件，认为B点和D点的挠度应相等： fB = fD 并根据力的平衡条件 Q= Q1 + Q2 分别计算出前梁承担的剪力 Q1 和后梁承担的剪力 Q2 。,前缘闭室扭转刚度 式中 Jp 扭转剖面系数 材料 超硬铝 LC4，E = 7104 MPa； G = 2.2104 MPa,2）原始数据,12,但是本例中给出的 Mt 是相对于前梁的，故 Q 作用在前梁上，并可近似认为全部剪力均由主梁端头
6、（B点）来承受，再向机身传递。,3）传力分析的定量计算,假设外翼传来的弯矩在14肋（根肋）处分配给前、后梁的弯矩分别为 M1、M2，则可根据14肋切面上转角变形一致假设来求 M1、M2 。 分别写出前后梁在根肋(14肋)切面处的转角计算公式：,弯矩M, 前梁在B点处的转角。它为前、主梁综合变形而得，把前梁看作双支点简支梁时，前梁B点处在 M1 作用下的转角为,13,主梁作为悬臂梁在剪力 M1 /l1 的作用下，在B点将产生的挠度为,由于主梁在B点有挠度，而引起前梁在B点的转角为,K1 称为由前、主梁所组成三角架的弯曲刚度,弯矩M,所以在 M1 作用下 B 点的总转角为,14, 后梁 D 点的转
7、角: 将后梁看作悬臂梁，在 M2 作用下得,弯矩M,K2 即为后梁的弯曲刚度, 根据转角变形一致假设有,又因为 M = M1 + M2,15,代入各原始数据，即可求得 K1 = 502 E Ncm, K2 = 402 E Ncm M1 = 0.557 M, M2 = 0.443 M = 215.56 kNm; = 171.44 kNm,但因为后梁与机身不直接相连，而且在根部与主梁有一夹角，所以弯矩 M2传到根部后，一部分传给主梁，另一部分则由侧肋（1肋）承受。,由于主梁与机身轴线不垂直，主梁因剪力M1/l1 引起的弯矩分成两分量，分别传给24框和侧肋。,弯矩M,16,扭矩 Mt 扭矩分成两部分
8、 Mt1 和 Mt2 进行传递（图4-42），它们的传递过程分别为,扭矩M,17,为了求得各部分扭矩所占总扭矩的比例，仍可像求弯矩一样，认为14肋切面受扭后，变形符合平剖面假设。,运用B点扭角变形一致条件，解决静不定问题。 前缘闭室的扭角,式中Kt1 前缘闭室的扭转刚度，l 前缘闭室纵向长度，Mt1 扭矩,式中的 fB 和 fD 分别是主梁B点和后梁D点在垂直剪力作用下的挠度。,扭矩M, 垂直力偶 作用下前后梁间的扭角计算,18, 水平力偶 作用下的扭角计算 水平力偶引起的扭角变形，将由前、主梁的弯曲变形来决定。, 建立静力平衡和变形一致协调方程,静力平衡方程：,变形协调方程：,主梁在 作用下
9、的扭转变形+前梁在 作用下的扭转变形,19,求解上面各方程组，可得,扭矩M,20,最终扭矩的分配结果为,21,侧肋在传递剪力、弯矩和扭矩时，都要受到主梁、后梁和2号前肋等传来的弯矩。侧肋本身是以双支点简支梁形式支持在前、主梁上的，故又将上述各弯矩转成一对垂直剪力，分别由前主梁与机身的连接接头传给机身。,扭矩M,22,退 出,第八讲结束,23,梁 架 式 后 掠 翼 图,24,简化后的梁架布置图,25,简化后的梁架布置图,26,简化后的梁架布置图,M1 -在根肋截面处作用在前梁上力矩 M2 -在根肋截面处作用在后梁上力矩,27,扭矩 Mt 的传递图,28,垂直力偶作用下主梁与前梁的变形,（14肋）,29,扭矩 Mt 的传递图,30,扭矩 Mt 的传递图,
